不同类型飞防除草颗粒剂飘移特性初探

董 卉，唐 伟，徐红星，黄福旦，王国荣，黄晓华*

(1. 浙江省植保检疫与农药管理总站，浙江 杭州 310020；2.中国水稻研究所，浙江 杭州 311401；3.浙江省农业科学院，浙江 杭州 310021；4.杭州市萧山区农(林)业技术推广中心，浙江 杭州 311225)

目前，植保无人机已广泛应用于农作物病虫草害防治、播种、施肥等田间作业。据对浙江省飞防组织的调查，目前浙江水稻田除草主要采用植保无人机喷雾的方式。由于植保无人机载重量小、飞行快、喷头距离作物冠层较高，多采用低容量或超低容量喷雾，药液浓度高，雾滴细小，易对水稻和其他邻近作物产生药害[1，2]。

水稻田除草剂的施用方法主要有喷雾、毒土(药土)、直接撒施等，根据中国农药信息网上的公开信息，我国已登记水稻田除草剂2 720个，其中1 645个喷雾施用，1 027个毒土(药土)施用，115个可直接撒施。直接撒施的除草剂产品主要为颗粒剂、大粒剂、泡腾片剂、泡腾粒剂等。

日本作为植保无人机施药技术应用最早、发展最成熟的国家之一，截止2020年11月，已登记的水稻飞防除草剂共有175个，剂型均为颗粒剂和展膜油剂，施药量为2.5～10 kg/hm2[3]。颗粒剂产品可利用植保无人机的撒播功能，可有效避免雾滴飘移及高浓度药液药害问题，具有显著的经济效益和社会效益，应用前景广阔。

我国已登记的除草颗粒剂产品并未登记在植保无人机上使用，相应的技术指标和使用方法尚不明确。本试验对植保无人机撒施颗粒型除草剂不载药颗粒(以下简称空粒)的田间飘移情况进行测定，以期明确植保无人机撒施除草颗粒剂的合适作业参数、颗粒剂飘移距离及作业安全距离。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验采用种除草剂空粒进行测试。1号空粒为球状颗粒松密度为1.24 g/mL，实密度为1.30 g/mL，粒径3～4 mm，浙江天丰生物科技有限公司提供；2号空粒为扁球形颗粒，松密度为0.93 g/mL，实密度为0.98 g/mL，粒径为3～4 mm，中国水稻研究所研制；3号空粒为扁球形颗粒，密度为0.98 g/mL，实密度为1.00 g/mL，粒径2.8～3.2 mm；中国水稻研究所研制。

撒施和喷雾作业均采用大疆T-40八旋翼植保无人机进行，主要技术参数(表1)。

表1 大疆T-40植保无人机技术参数

空粒收集装置采用直径33 cm的漏斗，漏斗下口连接自封口塑料袋。漏斗以铁丝固定，离地70 cm高。雾滴收集采用雾滴测试卡(35 mm×110 mm)。

试验在晴朗微风或无风天气进行，采用风速风向仪(型号PLC-16025)测定风向风速。

1.2 试验方法 试验于2022年2月28日在杭州萧山冬闲田上进行，天气晴朗，撒施作业时为北风，风速≤2 m/s。空粒用量1 kg/667 m2，无人机撒施作业在上风区域，空粒测试区域处于作业区域的下风方向。无人机作业区域宽度10 m，长度67 m(作业面积1亩)。以作业区域与飘移测试区域边界线为起点，分别在下风方向距该边界线1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 m处放置空粒收集装置。

无人机播撒飞行高度、飞行速度、转速各设3个水平(表2)。1号和2号空粒采用完全随机区组设计，共设27个处理。3号空粒因样品量不足则采用正交试验，各处理作业参数(表3)。试验设3次重复。每次撒施作业结束后清点各采集器内空粒数量，确定飘移距离。

表2 撒施作业参数表

表3 撒施作业参数正交试验表

本次试验设喷雾对照，喷雾作业时，风速为0 m/s。喷雾雾滴飘移距离试验用水量2 L/667 m2，飞行高度2.8 m，飞行速度5 m/s。作业区域位置不变，以作业区域与飘移测试区域边界线为起点，分别在下风方向距该边界线1、3、5、7、11 m、离地面高度70 cm处水平放置雾滴测试卡，设3次重复。

2 试验结果

2.1 作业参数对飘移距离的影响 3种测试空粒在不同作业参数下的飘移距离(表4)。采用DPS软件对飘移距离数据进行方差分析，结果表明，飞行高度对3种测试空粒的飘移距离均有显著影响(1号空粒p=0，2号空粒p=0.001，3号空粒p=0.002)，高度越高，飘移距离越远，(图1)。飞行速度和转速对飘移距离的影响不显著。

图1 飞行高度对飘移距离的影响

表4 不同作业参数下3种空粒的飘移距离

对于1号和3号空粒，飞行高度、飞行速度、转速三者之间无明显交互作用，但对2号空粒，飞行高度和飞行速度间存在明显交互作用(p=0.03)，(图2)。飞行高度为4 m、飞行速度6 m/s的作业参数下，飘移距离最远，显著高于除飞行高度为4 m、飞行速度5 m /s以外其他7个组合。

图2 不同飞行高度和飞行速度组合对2号空粒飘移距离的影响

2.2 不同空粒类型比较 将3种空粒在表3列出的9种作业参数组合下的飘移距离进行比较，2号空粒的飘移距离明显小于1号空粒，但2号与3号之间，1号与3号之间无明显差异，(表5)。

表5 不同类型空粒飘移距离比较

2.3 喷雾雾滴飘移距离 用雾滴分析软件对沉积的雾滴数进行读取，结果显示雾滴分布随作业边距的增加而显著降低，但距离作业区11 m处仍可采集到雾滴(图3)。

图3 不同采集距离雾滴沉积情况

3 讨论

从试验结果来看，用无人机进行除草作业时，种测试空粒的实测最远飘移距离只有7 m，而喷雾雾滴在无风的情况下至少飘移了11 m，颗粒剂的飘移距离明显少于喷雾，对邻近敏感作物更安全。植保无人机撒施除草剂颗粒时，将作业参数设置为飞行高度2～3 m，飞行速度4～6 m/s，转速800～1 000转/min，飘移距离可以控制在5 m内。如遇风力较大，或邻近作物安全距离不足的情况下，可适当降低飞行高度和飞行速度来减少飘移。

种空粒中粒径较大、密度较轻的扁球形2号空粒抗飘移能力最强，这可能是不同形状、粒径、密度颗粒在风场中受力不同、风阻面积不同导致其飘移距离存在差异。但由于试验条件所限，未能采集更多不同类型颗粒来进一步明确形状、粒径、密度等指标对飘移距离的影响。

我国现已登记的水稻田除草颗粒剂产品有88个，其中药肥有35个，用量在4～50 kg/667 m2之间，14个颗粒剂产品的用量在1～2.5 kg/667 m2之间，其余产品用量均<1 kg/667 m2。考虑到离心式撒播盘对低剂量的撒播用量难以精确控制，建议亩用药量较低的颗粒剂在无人机撒施过程中拌适量肥料一起使用。

与常规喷雾或毒土法施药相比，采用无人机撒施水稻田飞防封闭除草颗粒剂可大幅提高作业效率，实现“机器换人”，降低了劳动成本。且喷雾除草时，水稻田需先排水，施药后24 h再复水，并保存3～5 cm水层5～7 d，而撒施颗粒剂只要保水5～7 d，田间管理较为简单。施药时，颗粒剂不直接接触作物叶片而直接进入田间水层，减少了飞防高浓度喷雾除草可能存在的水稻安全性风险及除草剂飘移风险，对作物较为安全。颗粒剂飞防用药亦可在阴雨天或微风天气条件下进行，可有效避免因天气原因不能及时施药的问题。